TW200529441A - Liquid crystal display device having touch screen function and method of fabricating the same - Google Patents

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200529441 玖、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 此申請案係主張2003年十一月4曰在韓國智慧財產局 中提出申請之韓國專利申請案第10-2003-0077574號的優先 5 權。其揭示内容係藉由參照而使合併進此說明書中。 發明領域 本發明係論及一種具有觸控式勞幕功能之液晶顯不裔 裝置。更明確地說，本發明係針對一種液晶顯示器裝置， 其在構造上係具有一可使用其液晶單元格電容中因液晶單 10 元格間隙之變動所致的變化之觸控式螢幕功能。 Γ先前技術；3 相關技藝之說明 通常，一液晶顯示器裝置為一種顯示器裝置，其為得 到所希望之影像信號，係施加一電場給一填於兩基板間之 15 間隙内而具有一各向異性介電常數的液晶材料，以及控制 該電場之強度，藉以調整光波透射過其基板之量。 近年來，觸控式螢幕面板(TSP)，已被廣泛使用作一輸 入工具。一TSP為一可讀取一成坐標值形式之使用者輸入並 且接收一與此讀取之坐標值相應的資訊之裝置。 20 迄今，常見的是將一額外之觸控式面板，堆疊及裝接 至一液晶面板之表面，而使一觸控式螢幕功能，加至一液 晶顯示器（LCD)裝置。 然而，上文所述有一觸控式面板裝接至液晶面板之 LCD裝置，係無法提供高品質之影像，因為該等影像會因 200529441 發生於其要在液晶面板上顯示而重現之影像的光波透射過 其觸控式面板時之光波視差所致而飄動過度。 此外，由於其需要額外之程序，使兩面板彼此裝接在 一起，其程序步驟數目將會增加。所以，其中存在之問題 5 是，一LCD裝置之製造，將會耗費許多時間，同時亦會使 其製造成本增加。 【發明内容】 發明概要 本發明在構思上係為解決上述諸問題。因此，本發明 10 之一目的，旨在提供一種LCD裝置，其不用分開裝接一觸 控式面板至此LCD裝置，而可藉由構造一可讀取一液晶單 元格間隙中之變動的電路，來具現一觸控式螢幕功能。 依據本發明為達成此目的之一特徵，其係提供有一種 具有觸控式螢幕功能之液晶顯示器裝置(LCD)，其係包括： 15 多數可傳遞掃描信號之閘極線；多數與此等閘極線相交之 資料線；多數平行於此等資料線而形成之信號線；二或以 上成矩陣形式形成在每一像素區域内而圍以閘極線和資料 線之交換元件；和一些可響應此等二或以上之交換元件的 運作而接收一些施加至信號線之信號的信號放大器。 20 此時，在每一像素區域内，可使形成三個交換元件。 較佳地，其中之第一交換元件，係於有一啟通信號，施加 至一相應之信號線時被啟通，藉以充電一相應之資料電 壓，其第二交換元件，係於該啟通信號，施加至其前一信 號線時被啟通，藉以充電其前一資料電壓，以及其第三交 200529441 換元件，係於該啟通信號，施加至其前二信號線時被啟通， 藉以將上述之前一資料電壓，施加至其信號線。 此外，有兩交換元件可使形成在每一像素區域内。較 佳地，其第一交換元件，係於有一啟通信號，施加至一相 5 應之信號線時被啟通，藉以充電一相應之資料電壓，以及 其弟一父換元件，係於该啟通信號施加至其前一信號線時 被啟通，藉以將其前一訊框期間充電之資料電壓，施加至 其信號線。 10 15 依據本發明之另一特徵，其係提供一種可供一具有觸 控式螢幕功能之LCD裝置用的薄膜電晶體基板，其係包 括·一絕緣基板，一形成在此絕緣基板上面之閘極線；〜 覆蓋在此閘極線上面之閘極絕緣薄膜；一與其閘極線相交 而可在閘極絕緣薄膜上面界定出—像素區域之㈣線；: 以電氣方式連接至 在形成上平行於其資料線之信號線； 線 等可暴露出其第一至第 其閘極線和㈣線之第-_電晶體；氣方式連接 至-前-閘極線和其信I線之第二薄膜電晶體；—以電氣 方式連接至其前二閘極線和信號線之第三薄膜電晶體二 保護性薄膜，其係覆蓋住其第—至第三薄膜電晶體、資料 二:號、!1以包括有第一至第三接點孔，透過彼 過其第一至第三接點孔連接5卜#常 電極。 接至上述弟—至第三汲極之像素 薄膜電晶體之每-汲極；和—透 區域一-—區:: 20 200529441 方，以及係透過其第三接點孔，使連接至此相應之像素電 極0 依據本發明之又一特徵，其係提供一種可製造一具有 觸控式螢幕功能之LCD裝置有關的薄膜電晶體基板之方 5 法，其包括之步驟有：在一絕緣基板上面，形成一些包括 一閘極線和第一至第三閘極之閘極配線；形成一可覆蓋此 閘極配線之閘極絕緣薄膜；在此閘極絕緣薄膜上面，形成 第一至第三半導體樣式；在其閘極絕緣薄膜上面，形成一 些包括一與其閘極線相交之資料線、一些以電氣方式連接 10 至其第一至第三半導體樣式之第一至第三源極和第一至第 三汲極、和一連接至其第二源極之信號線的資料配線；形 成一可覆蓋其半導體樣式和資料配線之保護性薄膜；在此 保護性薄膜内，形成第一至第三接點孔，透過彼等可暴露 出其第一至第三汲極；以及形成一像素電極，其係透過第 15 一至第三接點孔，連接至其第一至第三汲極。 此時，其第三沒極係自其前一像素區域，延伸至一相 應之像素區域上方，以及係透過其第三接點孔，使連接至 一相應之像素電極。 依據本發明之再一特徵，其係提供一種具有觸控式螢 20 幕功能之LCD裝置有關的薄膜電晶體，其係包括：一絕緣 基板；一形成在此絕緣基板上面之閘極線；一覆蓋在此閘 極線上面之閘極絕緣薄膜；一與其閘極線相交而可在閘極 絕緣薄膜上面界定出一像素區域之資料線；一在形成上平 行於其資料線之信號線；一以電氣方式連接至其閘極線和 200529441 資料線之第一薄膜電晶體；一以電氣方式連接至一前一閘 極線和其信號線之第二薄膜電晶體；一保護性薄膜，其係 覆蓋住其第一和第二薄膜電晶體、資料線、和信號線，以 及係包括有第一和第二接點孔，透過彼等可暴露出其第一 5 和第二薄膜電晶體之每一汲極；和一透過其第一和第二接 點孔連接至上述第一和第二汲極之像素電極。 依據本發明之又再一特徵’其係提供一種可製造一具 有觸控式螢幕功能之LCD裝置有關的薄膜電晶體基板之方 法，其包括之步驟有：在一絕緣基板上面，形成一些包括 10 一閘極線和第一與第二閘極之閘極配線；形成一可覆蓋此 閘極配線之閘極絕緣薄膜；在此閘極絕緣薄膜上面，形成 第一和第二半導體樣式；在其閘極絕緣薄膜上面，形成一 些包括一與其閘極線相交之資料線、一些以電氣方式連接 至其第一和第二半導體樣式之第一與第二源極和第一與第 15 二汲極、和一連接至其第二源極之信號線；形成一可覆蓋 其半導體樣式和資料配線之保護性薄膜；在此保護性薄膜 内，形成第一和第二接點孔，透過彼等可暴露出其第一和 第二汲極；以及形成一像素電極，其係透過第一和第二接 點孔，連接至其第一和第二汲極。 20 圖式簡單說明 本發明之上述和其他目的、特徵、和優點，將可由下 文就所列舉配合所附諸圖之較佳實施例的詳細說明而臻明 確，其中： 第1圖係顯示一液晶面板未碰觸處之液晶的最初方位； 200529441 第2圖係顯示在一液晶面板被碰觸時，一液晶之方位因 其一單元格間隙的變動所致之變化； 第3圖係一可例示一依據本發明之第一實施例具有觸 控式螢幕功能之液晶顯示器裝置（LCD)的結構之電路圖； 5 第4圖係一可例示一依據本發明之第二實施例具有觸 控式螢幕功能之LCD裝置的結構之電路圖； 第5圖係一可顯示上述依據本發明之第一實施例的 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖； 第6圖係上述薄膜電晶體基板沿第5圖之線VI-VT截成 10 的橫截面圖； 第7A圖係一可顯示一基板在上述依據本發明之第一實 施例的L C D裝置有關之薄膜電晶體基板的第一製造步驟中 之佈置的視圖， 第7B圖係上述基板沿第7A圖之線W -VT截成的橫截面 15 圖； 第8A圖係一可顯示上述基板在第7A圖之次一製造步 驟中的佈置之視圖； 第8B圖係上述基板沿第8A圖之線vm-vr截成的橫截面 圖， 20 第9A圖係一可顯示上述基板在第8B圖之次一製造步 驟中的佈置之視圖； 第9B圖係上述基板沿第9A圖之線IX-IX’截成的橫截面 圖， 第10A圖係一可顯示上述基板在第9A圖之次一製造步 200529441 驟中的佈置之視圖； 第10B圖係上述基板沿第10A圖之線X-X’截成的橫截 面圖； 第11圖係一可顯示上述依據本發明之第二實施例的 5 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖； 第12圖係上述薄膜電晶體基板沿第11圖之線X Π -X Π ’截成的橫截面圖； 第13A圖係一可顯示一基板在上述依據本發明之第二 實施例的LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的第一製造步驟 10 中之佈置的視圖； 第13B圖係上述基板沿第13A圖之線X瓜-X ΠΓ截成的 橫截面圖； 第14A圖係一可顯示上述基板在第13A圖之次一製造 步驟中的佈置之視圖； 15 第14B圖係上述基板沿第14A圖之線X IV - X IV ’截成的 橫截面圖； 第15A圖係一可顯示上述基板在第14A圖之次一製造 步驟中的佈置之視圖； 第15B圖係上述基板沿第15A圖之線X V -X V ’截成的 20 橫截面圖； 第16A圖係一可顯示上述基板在第15A圖之次一製造 步驟中的佈置之視圖；而 第16B圖則係上述基板沿第16A圖之線X VI-X VI，截成 的橫截面圖。 200529441 L實施方式3 較佳實施例之詳細說明 下文將參照所附諸圖詳細說明本發明之較佳實施例。 第1圖係顯示一液晶面板未碰觸處之液晶的最初方 5 位，以及第2圖係顯示在一液晶面板被碰觸時，一液晶之方 位因其一單元格間隙的變動所致之變化。 當一液晶面板被碰觸時，其可見一液晶單元格間隙及 因而其液晶之方位，係如第2圖中所示地改變。 一液晶單元格内之液晶方位和單元格間隙的變動，將 10 會造成彼等像素之電容中的變動。 液晶電容Clc和儲存電容Cst。 在此，其儲存電容Cst總是不變，以及其液晶電容Clc， 可表示成下列之方程式1。

Clc = e08rA/d ……⑴ 15 在此，為一液晶之介電常數，A為一像素之橫截面 積，以及d為其單元格間隙。 所以，由於一液晶係具有其垂直和水平介電常數彼此 不同之各向異性的性質’其液晶電容Clc之值5在該液晶面 板已被碰觸時，將會因其介電常數和單元格間隙中之變動 20 所致而改變。 因此，本發明旨在藉由以電氣信號形式，讀取其液晶 電容Clc中之改變，來具現一觸控式螢幕功能。 第3圖係一可例示一依據本發明之第一實施例具有觸 控式螢幕功能之液晶顯示器裝置(LCD)的結構之電路圖。 200529441 減如第3圖中所示，此依據本發明之第一實施例的1^〇 係包括：多數可傳遞掃描信號之閘極線Gn、Gn-1、 Gn-2、…，和多數與此等閘極線Gn、Gn^、、…相交 而可傳遞影像資料之資料線Data。 5 此外，有多數之^號線10，與該等資料線Data相絕緣 而並列。 在每一多數成矩陣形式而圍以閘極線^、Gn-1、 Gn-2、…與資料線Data之像素區域内，係形成有第一至第 三交換元件TFT1、TFT2、和TFT3。此時，每一交換元件最 10 好係一薄膜電晶體。 在此，其第-交換元件TFT1之閘極，係連接至其問極 線Gn ’其源極係連接至其資料線Data，以及其沒極係連接 至-形成在-液晶面板之下基板上面的像素電極p。此外， 有-共用電極Com，係使形成在一與上述下基板相對之上 15 基板上面。 有-液晶材料，係使填入該等像素電極p與共用電極 Com之間，以及其係等效地表示為—液晶電容a。其亦形 成有-可維持-施加至此液晶電容Qe之電壓的儲存電容 Cst。此等液晶電容Clc和儲存電容(Cst)，係用以驅動此lcd 20 裝置之負載。 在此種情況中’其液晶電容Clc’將會因—液晶單元格 間隙之變動而改變。其用以讀取液晶電容Clc之變動的第二 和第三交換元件TFT2和TFT3，係配置如下。 其第二交換元件TFT2之源極，係連接至其像素電極 14 200529441 P，其汲極係連接至一信號線l〇，以及其閘極係連接至其前 一閘極線Gn-1。 此外’其弟二父換元件TFT3之源極，係連接至其資料 線Data。其汲極係連接至其像素電極P，以及其閘極係連接 5 至其前二閘極線Gn-2。 其k號線10係分別連接至一些信號放大器2〇。每一作 號放大器20，可使一施加至每一信號線1〇之信號，與一參 考電壓REF做比較，以及接著可響應其第二或第三交換元 件TFT2或TFT3之ON運作，而使其成就之信號放大，藉以 10使其可決定出，其液晶面板之一所希望的部位處之單元格 間隙是否有改變。 如今將說明上述依據本發明之第一實施例的LCD裝置 之運作。 當有些閘極啟通信號，依據一些對應於閘極驅動信 15號’而依序施加至其多數之閘極線時，彼等資料信號係與 一些日守4里化號同步地施加至所有之資料線，以及因而可使 影像顯示在其LCD裝置上面。 當上述之閘極啟通信號，首先施加至其前二閘極線

Gn-2時，其第三交換元件TFT3將會被啟通，以及因而其一 20要施加至其前二像素區域之資料電壓Vdata，將會被一像素 電壓充電。 此時’其充電進該像素内之電荷Q的量，可表示成下列 之方程式2。 Q =(單元格電容）x Vdata…（2) 200529441 亦即，由於此電荷之量為一常數，上述施加之資料電 壓Vdata，將會依據其液晶單元格之電容中的變動而變化（更 明碟地說，液晶電容）。 其次，當有一閘極啟通信號，施加至其前一閘極線Gnq 5時，其第二交換元件TFT2將會被啟通。因此，其充電進單 元格内之電壓，係使施加至其信號線10，以及接著使輸入 至其信號放大器20。 此時，其信號放大器20，可使上述施加至信號線1〇之 信號，與上述之參考電壓REF做比較，以及接著可使其所 10成就之乜號放大。因此，此信號放大器，可辨識上述充電 電壓中之麦動，以及因而可決定其液晶面板之相應部位處 的單元格間隙中，是否有變動。 其後，當有一閘極啟通信號，施加至一相應之閘極線 Gn時，其第一交換元件TFT1將會被啟通，以及上述相應之 15資料電壓¥如匕，因而將會由一像素電壓來充電。 若假疋一相應之像素區域處的單元格間隙業已改變， 便會有一ON信號施加至其前二之閘極線，以及上述要充電 進其前二之像素區域内的資料電壓，因而將會暫時充電進 其相應之像素區域内，以便讀取其相應像素之單元格間隙 20中的改變。然而，由於此相較於訊框時間係極短，其將無 法以視覺來加以檢查。 依據本發明之第一實施例，一像素電壓因液晶單元格 間隙之變動所致的變化，可不用裝接一額外之觸控式面板 至其LCDU，而僅以_交換元件之運作來加以辨認。因 16 200529441 此’ 一觸控式螢幕功能，將可輕易加以具現。 其次，一依據本發明之第二實施例具有觸控式螢幕功 能的LCD裝置，將參照第4圖加以說明。 第4圖係一可例示一依據本發明之第二實施例具有觸 5 控式螢幕功能的LCD裝置之結構的電路圖。 誠如第4圖中所示，此依據本發明之第二實施例的LCD 裝置係包括：多數可傳遞掃描信號之閘極線、Gnd、…， 和多數與此等閘極線Gn、Gnd、…相交而可傳遞影像資料 之資料線Data。 10 此外，有多數之信號線1〇,與該等資料線Data相絕緣 而並列。 在每一多數成矩陣形式而圍以閘極線Gn、Gn-1、…與 資料線Data之像素區域内，係形成有第一和第二交換元件 TFT1和TFT2。此時，此兩交換元件，最好各係一薄膜電晶 15 體。 在此，其第-交換元件TFT1之閘極，係連接至其間極 線Gn，其源極係連接至其資料線加，以及其汲極係連接 至-形成在-液晶面板之下基板上面的像素電極p。此外， 有-共用電極Com，係使形成在一與上述下基板相對之上 20 基板上面。 有-液晶材料，係使填入該等像素電極p與共用電極 c〇m之間，以及其係等效地表示為—液晶電容。其亦形 成有-可維持—施加至此液晶電容Ck之電壓的錯存電容 Cst。此等液晶電容⑽儲存電容㈣，係用以驅動此咖 17 200529441 裝置之負載。 在此種情況中，其液晶電容Clc，將會因一液晶單元格 間隙之變動而改變。其用以讀取液晶電容Clc之變動的第二 交換元件TFT2，在配置之方式上，係使其源極連接至其像 5素電極P，使其汲極連接至一信號線10，以及使其閘極連接 至其前一閘極線Gn-Ι。 其號線10係分別連接至一些信號放大器20。每一信 號放大器20，可使一施加至每一信號線10之信號，與一參 考電壓REF做比較，以及接著可響應其第二交換元件TFT2 10 之ON運作，而使其成就之信號放大，藉以使其可決定出， 其液晶面板之一所希望的部位處之單元格間隙是否有改 變0 如今將說明上述依據本發明之第二實施例的L C D裝置 之運作。 15 當有一閘極啟通信號，首先施加至其前一閘極線Gn-1 時，其第二交換元件TFT2將會被啟通，以及因而一在其前 一訊框期間充電之像素電壓，將會施加至其信號線10，以 及接著使輸入至其信號放大器20。 此時，其充電進該像素内之電荷Q的量，可表示成上文 2〇 所述之方程式2。 亦即，由於此電荷之量為一常數，上述施加之資料電 壓Vdata，將會依據其液晶單元格之電容中的變動而變化（更 明碟地說，液晶電容）。 此時，其信號放大器20，可使上述施加至信號線10之 18 200529441 信號，與上述之參考電壓ref做比較，以及接著可使其所 成就之信號放大。因此，此信號放大器，可辨識上述充電 電壓中之變動，以及因此可決定其液晶面板之相應部位處 的單元格間隙中，是否有變動。 5 其後，當有一閘極啟通信號，施加至一相應之閘極線

Gn時，其第一交換元件TFT1將會被啟通，以及上述相應之 資料電壓Vdata ’因而將會由一像素電壓來充電。 所以，本發明之第二實施例，係具有如同本發明之第 一實施例一般的效果。 10 其次，一依據本發明之第一實施例的LCD裝置之薄膜 電晶體基板的結構，將參照第5和6圖詳細加以說明。 第5圖係一可顯示上述依據本發明之第一實施例的 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖，以及第6圖 係上述薄膜電晶體基板沿第5圖之線VI-VI，截成的橫截面 15 圖。 誠如第5和6圖中所示，在一絕緣基板1〇上面，係形成 有一些厚度為1000至3500A之閘極配線20、21、22、和23， 彼等係由一類似鋁或鋁合金、鉻或鉻合金、鉬或鉬合金、 氮化絡或I化紹、專等之傳導性材料來製成。 20 該等閘極配線20、21、22、和23，係包括一延伸於水 平方向中之閘極線20，和一些自此閘極線20伸出之第一至 第三問極21、22、和23。 為便於解釋計，其閘極線20在此處之例示上，係使其 可與前一閘極線20’和前二閘極線20”相區別。 200529441 其用以形成三個運作於一單一 體的第-、第二、和第三問極21、2象2素區咖 閘節。、前-閘極線2。，、和前 5 10 15

同時，其閑極配線20、21、22、和23，在 具有二或以上之薄層結構。在此種情財，較佳的是立 至少有-薄層係由一呈低電阻值之金屬材料來形成。， 在其絕緣基板10上面，該等閉極配線加、Μ、Μ、和 23 ’係覆1 -厚度為至彻从之祕崎_ %，其係 由一類似氮化矽或氧化矽等絕緣材料來製成。 在”閘極、、、邑緣薄膜3G上面，係形成有_些厚度為_ 至1500入之第一至第三半導體樣式μ、u、和u，彼等係分 別與第一至第二閘極21、22、和23相重疊，以及係以非晶 石夕製成。一些厚度為5〇〇至80〇Α之歐姆接點層51、52、53、 54、55、和56，彼等係以一摻雜有傳導性摻雜物之非晶矽 製成。

在此等歐姆接點層51、52、53、54、55、和56與閘極 絕緣薄膜30上面，係形成有一些厚度為1500至3500Α之資料 配線60、61、62、63、64、65、66、和67，彼等係由一類 似Is或鋁合金、鉻或鉻合金、鉬或鉬合金、氮化鉻或氮化 20铜、等等之傳導性材料來製成。 其資料配線60至67係包括··一延伸於垂直方向中且與 閘極線20相交而可界定出一特定之像素區域的資料線60、 一與此資料線60平行形成之信號線65、一自此資料線60伸 出之第一源極61、一在形成上面對此第一源極61之第一汲 20 200529441 極62、一自其信號線65伸出之第二源極66、一在形成上面 對此第二源極66之第二汲極67、一位於其前二閘極線2〇，，中 所形成之第三閘極23上方而自資料線60伸出的第三源極 63、和一在形成上面對第三源極63而自其前一像素區域延 5 伸至一相應之像素區域的第三汲極64。 10 15 20 其第一源極61，係使延伸至其位於第一半導體樣式* 上面之歐姆接點層51的頂部上方，以及其第一汲極Μ，值 自其另-歐姆接點層52之頂部，延伸至此像素區域内之段 極絕緣薄膜3G的頂部。此外，其第二源極的，係使延伸至 其位於第二半導體樣式42之頂部上面的歐姆接點層^^ 及其第二汲極67,係自其另—歐姆接點料之頂部，㈣ 至此像素區域内之閘極絕緣薄膜30的頂部。此外，其第三 源極63，係使延伸至其位於第三半導體樣式衫之頂部上运 的歐姆接點層55，以及其第三汲極64，係自其另一歐姆接 點層56之頂部，延伸至其前_的和相應之像素區域 極絕緣薄膜30之頂部。 n該等資料配細至67，在形成上可使具有二或 1 /專g結構。在此種情況中，最 _ ο ^ ^, 取好至少有一薄層係由 低電阻值之金屬材料來形成。 辛該等資料轉_7和半導體樣柄、42、和43，係 復以一由一類似氮化或 ’、 薄膜70。 1 Μ減料絕緣材㈣成之保護性

一些可容許其第一、第二 在一相應之像素區域内暴露出 ‘和第三汲極62、64、和67 的第一至第三接點孔71、 21 200529441 72、和73，係使形成在其保護性薄膜7〇内。此外，其一透 過第一至第三接點孔71、72、和73連接至第一、第二、和 第三汲極62、64、和67之像素電極80，係使形成在其保護 性薄膜70上面。在此，其像素電極8〇，係由一類似IT〇(銦 5錫氧化物）或ΙΖ0(銦鋅氧化物）等透明傳導性材料來製成。 如今將參照第7Α至10Β圖，連同第5和6圖，說明一依 據本發明之第一實施例的薄膜電晶體基板之製造方法。 誠如第7Α和7Β圖中所示，有一供閘極配線用之金屬薄 層，係使殿積在其絕緣基板1〇上面，以及接著係以一照相 10平版印刷蝕刻程序加以樣式化，藉以在其絕緣基板10上 面’形成上述之閘極配線2〇、21、22、和23。此時，該等 閘極配線20、21、22、和23，係包括上述之閘極線20和第 一至第三閘極21、22、和23。 減如第8Α和8Β圖中所示，上述由一類似氮化矽等絕緣 15材料製成之閘極絕緣薄膜3〇，係使澱積在其絕緣基板10上 面藉以復蓋住该等閘極配線20、21、22、和23。 其後，一非晶矽層和另一摻雜有傳導性摻雜物之非晶 石夕層’係使依序形成在其閘極絕緣薄膜3〇上面，以及接著 係以一照相平版印刷蝕刻程序加以樣式化，藉以形成該等 2〇第至第二半導體樣式41、42、和43與歐姆接點層樣式50。 減如第9Α和9Β圖中所示，有一供閘極配線用之金屬薄 層，係使殿積在其基板之整個暴露表面上方，以及接著係 以一照相平版印刷钱刻程序加以樣式化，藉以形成該等資 料配線60至67。此等資料配線6〇至67係包括：該等資料線 22 200529441 60、k號線65、第一至第三源極61、63、和66、和第—至 第三;:及極62、64、和67。 其後，其歐姆接點層樣式5〇，係使用該等第一至第三 源極61、63、和66與第一至第三汲極62、64、和67作為一 5遮罩，來加以蝕刻。此時，其歐姆接點層樣式50，係被分 J成上述與第一源極61相接觸之歐姆接點層，和上述與 第一汲極62相接觸之歐姆接點層52。同理，其歐姆接點層 樣式50亦被分剎成上述與第二源極66相接觸之歐姆接點 s 3和上述與第一及極67相接觸之歐姆接點層μ。此外， 10其歐姆接點層樣式50，係被分割成上述與第三源極63相接 觸之區人姆接點層55，和上述與第三汲極64相接觸之歐姆接 點層56。 拉參照第1〇八和1〇6圖，上述之保護性薄膜70,隨繼係以 見化石夕、fl切、料，使形成在上述包括資料配線⑹至 15 67和半導體樣式41、42、和之整個基板上方。 該等可使第-至第三汲極62、64、和67暴 之像素區域内的第-至第三接點孔71、72、和73，接料 =由—照相平版印職刻程序，來樣式化其保護性薄膜 70 ’而使其形成。 犯 誠如第5和6圖中所例示，—由IT◦或Iz〇製成之透明傳 層’係使難在其基板之整個暴露表面上，以及接著 照彳目平版㈣序純樣式化，而使其透過第 一至第三接點孔7ί、72、和73連接至第—至第三汲滅、 、和67之像素電極8G，可形成在每—像素區域上面。 23 200529441 如今將參照第11和12圖，詳細說明上述依據本發明之 第二實施例的L C D裝置之薄膜電晶體基板之結構。 第11圖係一可顯示上述依據本發明之第二實施例的 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖，以及第^ 5圖係上述薄膜電晶體基板沿第11圖之線X Π-Χ n，截成的 横截面圖。 參照此等繪圖，在其絕緣基板10上面，係形成有一此 厚度為1000至3500A之閘極配線2〇、21、和22，彼等係由— 類似鋁或鋁合金、鉻或鉻合金、鉬或鉬合金、氮化鉻或氮 鲁 10 化鉬、等等之傳導性材料來製成。 。亥荨閘極配線20、21、和22 ’係包括一延伸於水平方 向中之閘極線20，和一些各自此閘極線2〇伸出之第一和第 二閘極21和22。 此時，該等用以形成兩相面對而運作於一單一像素區 15域内之薄膜電晶體的第一和第二閘極21和22，係分別自其 閘極線和前一閘極線伸出。 該等閘極配線20、21、和22在配置上，可使具有二戋 · 以上之薄層結構。在此種情況中，最好至少有一薄層係由 一呈低電阻值之金屬材料來形成。 20 在其絕緣基板10上面，該等閘極配線20、21、和22， 係覆以一厚度為3500至4500A之閘極絕緣薄膜3〇，其係由一 類似氮化矽或氧化矽等絕緣材料來製成。 在其閘極纟巴緣溥膜30上面，係形成有一些厚度為8〇〇 至1500人之第一和第二半導體樣式41和42，彼等係分別與第 24 200529441 一和第二閘極21和22相重疊，以及係以非晶矽等製成。一 些厚度為500至800人之歐姆接點層51、52、53、和54，彼等 係以一摻雜有傳導性摻雜物之非晶石夕製成。 在此等歐姆接點層51、52、53和54與閘極絕緣薄膜3〇 5上面，係形成有一些厚度為1500至3500A之資料配線6〇、 61、62、65、66、和67，彼等係由一類似鋁或鋁合金、鉻 或鉻合金、鉬或鉬合金、氮化鉻或氮化鉬、等等之傳導性 材料來製成。 10 15 20 琢寻負料配綠60、61、62、65、66、和67係包括：， 延伸於垂直方向中且與閘極線20相交而可界定出一特定 像素區域的資料線60、一與此資料線6〇平行形成之作號 65: 一自此資料線60伸出之第一源触、一在形成:： 此第-源極61之第-没極62、—自其信號線⑹申出之第 源極66、和-在形成上面對此第二源極的之第二及極π 其第-源極61 ’係使延伸至其位於第—半導體樣式 上面之歐姆接點層51上方’以及其第—及_二二 —歐姆接點層52上方，延伸至此像素區域内 缘 膜3〇上方。此外，其第二源極6 、，邑、、象 |/ m ^、使I伸至其位於第 + V體樣^上面之_接點層53上方，从其第二沒 7’係自其另-歐姆接點層54上方，延伸至此像素區域 之閘極絕緣薄膜30上方。 此時，該等資料配線60、61、62、65、66、和67在 成上，可使具有二或以上之薄層結構。在此種情況中， 好至少有-薄層係由-呈低電阻值之金屬材料來形成。

25 200529441 該等資料配線60、61、62、65、66、和π和半導體樣 式41和42,係覆以-由一類似氮化石夕或氧化石夕等絕緣材料 製成之保護性薄膜70。 一些可使其第一和第二汲極62和67據以在一相應之像 5素區域内暴露出的第一和第二接點孔71和72，係使形成在 其保護性薄膜7G内。此外，其_透過第_和第二接點孔^ 和72連接至第一和第二汲極62和67之像素電極8〇，係使形 成在其保護性_紙面。在此，其像素電獅，係由一 類似ITO或IZO等透明傳導性材料來製成。 春 10 此外，將參照第13A至麻圖，連同第11和12圖，說明 -依據本發明之第二實施例的薄薄膜電晶體基板之製造方 法。 誠如第13A和13B圖中所示，有—供雜配線用之金屬 薄層，係使殿積在其絕緣基板10上面，以及接著係以一照 15相平版印刷触刻程序加以樣式化，藉以在其絕緣基板10上 面，形成閘極配線20、21和22。此時，該等閑極配線20、 21和22，係包括上述之閘極線2〇與第一和第二問極神。 誠如第14A和14B圖中所示，上述由-類似氮化㈣絕 · 緣材料製成之閘極絕緣_3G，係使_在其絕緣基板1G 20上面，藉以覆蓋住該等閘極配線20、21、和22。 其後，-非晶石夕層和另—摻雜有傳導性摻雜物之非晶 石夕層，係使依序形成在其閘極絕緣薄膜3〇上面，以及接著 係以-照相平版印刷钕刻程序加以樣式化，藉以形成該等 第-和第二半導體樣式41和42與歐姆接點層樣式％。 26 200529441 誠如第15A和15B圖中所示，有一供閘極配線用之金屬 4層，係使殿積在其基板之整個暴露表面上方，以及接著 係以一照相平版印刷蝕刻程序加以樣式化，藉以形成該等 資料配線60、61、62、65、66、和67。此等資料配線60、 5 61、62、65、66、和67係包括：該等資料線60、信號線65、 第一和第二源極61和66、和第一和第二汲極62和67。 其後，其歐姆接點層樣式5〇，係使用該等第一和第二 源極61和66與第一和第二汲極以和…作為一遮罩，來加以 蝕刻。此時’其歐姆接點層樣式5〇，係被分割成上述與第 1〇 源極61相接觸之歐姆接點層51，和上述與第一汲極62相 接觸之歐姆接點層52。同理，其歐姆接點層樣式5〇，亦被 刀割成上述與第二源極66相接觸之歐姆接點層53，和上述 與第二汲極67相接觸之歐姆接點層54。 參照第16A和16B圖，上述之保護性薄膜7〇，隨繼係以 15氮化石夕、氧化石夕、等等，使形成在上述包括資料配線60、 61、62、65、66、和67與半導體樣式41和42之整個基板上 方。 該等可使第-和第二汲極62和67暴露在其相應之像素 區域内的第-和第二接點孔71和72，接著係經由一照相平 版印刷餘《呈序，來樣式化其保護性薄膜7〇,而使其形成。

減如第11和12圖中所例示，—由⑽或㈣製成之透明 傳導性層，係使殿積在其基板之整個暴露表面上，以及接 2係以^相平版印刷_程序加以樣式化，而使其透過 弟-和第二接點孔71和72連接至第一和第二汲極62、和W 27 200529441 之像素電極80，可形成在每一像素區域上面。 依據本發明，有二或以上之交換工具，提供給每一像 素區域，藉以讀取一液晶單元袼間隙中之變動。所以，本 發明具有之一項優點是，一觸控式螢幕功能，甚至可不需 5要將一額外之觸控式面板裝接至其LCD裝置，來加以具現。 雖然本發明業已就其較佳實施例加以說明，其並非受 限於此。因此，本技藝之專業人員將可明瞭，在不違離所 附申請專範圍所界定本發明之界定範圍與精神下，將可製 成其之各種變更形式和修飾體。 10 【囷式簡單說明】 第1圖係顯示一液晶面板未碰觸處之液晶的最初方位； 苐2圖係顯示在一液晶面板被碰觸時，一液晶之方位因 其一單元袼間隙的變動所致之變化； 第3圖係一可例示一依據本發明之第一實施例具有解. 15 控式螢幕功能之液晶顯示器裝置(LCD)的結構之電路圖； 第4圖係一可例示一依據本發明之第二實施例具有觸 控式螢幕功能之LCD裝置的結構之電路圖； 第5圖係一可顯示上述依據本發明之第一實施例的 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖； 20 第6圖係上述薄膜電晶體基板沿第5圖之線VI-VI，截成 的橫截面圖； 第7A圖係一可顯示一基板在上述依據本發明之第一實 施例的LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的第一製造步驟中 之佈置的視圖； 200529441 第7B圖係上述基板沿第7A圖之線W-W’截成的橫截面 圖； 第8A圖係一可顯示上述基板在第7A圖之次一製造步 驟中的佈置之視圖； 5 第8B圖係上述基板沿第8A圖之線M -VT截成的橫截面 圖， 第9Α圖係一可顯示上述基板在第8Β圖之次一製造步 驟中的佈置之視圖； 第9Β圖係上述基板沿第9Α圖之線IX -IX ’截成的橫截面 10 圖； 第10Α圖係一可顯示上述基板在第9Α圖之次一製造步 驟中的佈置之視圖； 第10 Β圖係上述基板沿第10 Α圖之線X - X ’截成的橫截 面圖； 15 第11圖係一可顯示上述依據本發明之第二實施例的 LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的佈置之視圖； 第12圖係上述薄膜電晶體基板沿第11圖之線X Π -X Π’截成的橫截面圖； 第13A圖係一可顯示一基板在上述依據本發明之第二 20 實施例的LCD裝置有關之薄膜電晶體基板的第一製造步驟 中之佈置的視圖； 第13B圖係上述基板沿第13A圖之線X ΠΙ -X ΠΓ截成的 橫截面圖； 第14A圖係一可顯示上述基板在第13A圖之次一製造 200529441 步驟中的佈置之視圖； 第14B圖係上述基板沿第14A圖之線XIV-XIV’截成的 橫截面圖； 第15A圖係一可顯示上述基板在第14A圖之次一製造 5 步驟中的佈置之視圖； 第15B圖係上述基板沿第15A圖之線X V -X V ’截成的 橫截面圖； 第16A圖係一可顯示上述基板在第15A圖之次一製造 步驟中的佈置之視圖；而 10 第16B圖則係上述基板沿第16A圖之線X VI-X VI’截成 的橫截面圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 10…信號線 43…第三半導體樣式 20…信號放大器 51，52,53,54,55,56〜歐姆接點層 20,21，22,23···閘極配線 60,61，62,63,64,65,66,67···資料 20…間極線 配線 21…第一閘極 60…資料線 22…第二閘極 61…第一源極 23…第三閘極 62…第一汲極 20’···前一閘極線 63…第三源極 20”···前二閘極線 64…第三沒極 30…閘極絕緣薄膜 65…信號線 41…第一半導體樣式 66…第二源極 42…第二半導體樣式 67···第二汲極 200529441 70…保護性薄膜 71…第一接點孔 72…第二接點孔 73…第三接點孔 80…像素電極 Clc···液晶電容 Com…共用電極 Cst···儲存電容

Data"·資料線 Gn，Gn-l，Gn-2···閘極線 P···像素電極 REF…參考電壓 TFT1···第一交換元件 TFT2…第二交換元件 TFT3···第三交換元件

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Claims (1)

1. 200529441 拾、申請專利範圍： 1. 一種具有觸控式螢幕功能之液晶顯示器裝置(LCD)，其 係包括： 多數可傳遞掃描信號之閘極線； 5 多數與此等閘極線相交之資料線； 多數平行於此等資料線而形成之信號線； 二或以上成矩陣形式形成在每一像素區域内而圍 以閘極線和資料線之交換元件；和 一些可響應此等二或以上之交換元件的運作而接 10 收一些施加至信號線之信號的信號放大器。 2. 如申請專利範圍第1項之LCD裝置，其中有三個交換元 件，係使形成在每一像素區域内，以及其中之第一交換 元件，係於有一啟通信號，施加至一相應之信號線時被 啟通，藉以充電一相應之資料電壓， 15 其第二交換元件，係於該啟通信號，施加至其前一 信號線時被啟通，藉以充電其前一資料電壓，以及 其第三交換元件，係於該啟通信號，施加至其前二 信號線時被啟通，藉以將上述之前一資料電壓，施加至 其信號線。 20 3.如申請專利範圍第1項之LCD裝置，其中有兩交換元 件，係使形成在每一像素區域内，以及其中之第一交換 元件，係於有一啟通信號，施加至一相應之信號線時被 啟通，精以充電· 相應之貢料電壓，以及 其第二交換元件，係於該啟通信號施加至其前一信 200529441 號線時被啟通，藉以將其前一訊框期間充電之資料電 壓，施加至其信號線。 4. 一種可供一具有觸控式螢幕功能之LCD裝置，其係包 括： 5 一絕緣基板； 一形成在此絕緣基板上面之閘極線； 一覆蓋在此閘極線上面之閘極絕緣薄膜； 一與其閘極線相交而可在閘極絕緣薄膜上面界定 出一像素區域之資料線； 10 一在形成上平行於其資料線之信號線； 一以電氣方式連接至其閘極線和資料線之第一薄 膜電晶體； 一以電氣方式連接至一前一閘極線和其信號線之 第二薄膜電晶體； 15 一以電氣方式連接至其前二閘極線和信號線之第 二薄膜電晶體， 一保護性薄膜，其係覆蓋住其第一至第三薄膜電晶 體、資料線、和信號線，以及係包括有第一至第三接點 孔，透過彼等可暴露出其第一至第三薄膜電晶體之每一 20 汲極；和 一透過其第一至第三接點孔連接至上述第一至第 二〉及極之像素電極。 5. 如申請專利範圍第4項之LCD裝置，其中之第三薄膜電 晶體，係使形成在其前一像素區域内，以及其第三汲 33 200529441 極，係使延伸至其相應之像素區域上方，以及係透過其 第三接點孔，使連接至此相應之像素電極。 6. —種可製造一具有觸控式螢幕功能之LCD裝置的方 法，其包括之步驟有： 5 在一絕緣基板上面，形成一些包括一閘極線和第一 至第三閘極之閘極配線； 形成一可覆蓋此閘極配線之閘極絕緣薄膜； 在此閘極絕緣薄膜上面，形成第一至第三半導體樣 式； 10 在其閘極絕緣薄膜上面，形成一些包括一與其閘極 線相交之資料線、一些以電氣方式連接至其第一至第三 半導體樣式之第一至第三源極和第一至第三汲極、和一 連接至其第二源極之信號線的資料配線； 形成一可覆蓋其半導體樣式和資料配線之保護性 15 薄膜； 在此保護性薄膜内，形成第一至第三接點孔，透過 彼等可暴露出其第一至第三汲極；以及 形成一像素電極，其係透過第一至第三接點孔，連 接至其第一至第三汲極。 20 7.如申請專利範圍第6項之方法，其中之第三汲極，係自 其前一像素區域，延伸至一相應之像素區域上方，以及 係透過其第三接點孔，使連接至一相應之像素電極。 8. —種具有觸控式螢幕功能之LCD裝置，其係包括： 一絕緣基板； 200529441 一形成在此絕緣基板上面之閘極線； 一覆蓋在此閘極線上面之閘極絕緣薄膜； 一與其閘極線相交而可在閘極絕緣薄膜上面界定 出一像素區域之資料線； 5 —在形成上平行於其資料線之信號線； 一以電氣方式連接至其閘極線和資料線之第一薄 膜電晶體； 一以電氣方式連接至一前一閘極線和其信號線之 第二薄膜電晶體； 10 一保護性薄膜，其係覆蓋住其第一和第二薄膜電晶 體、資料線、和信號線，以及係包括有第一和第二接點 孔，透過彼等可暴露出其第一和第二薄膜電晶體之每一 汲極；和 一透過其第一和第二接點孔連接至上述第一和第 15 二汲極之像素電極。 9. 一種可製造一具有觸控式螢幕功能之LCD裝置的方 法，其包括之步驟有： 在一絕緣基板上面，形成一些包括一閘極線與第一 和第二閘極之閘極配線； 20 形成一可覆蓋此閘極配線之閘極絕緣薄膜； 在此閘極絕緣薄膜上面’形成第一和第二半導體樣 式； 在其閘極絕緣薄膜上面，形成一些包括一與其閘極 線相交之資料線、一些以電氣方式連接至其第一和第二 35 200529441 半導體樣式之第_知楚_ π』 矛弟一源極與第一和第二及極、一 連接至其第二源極之信號線； 〜I成可覆盖其半導體樣式和資料配線之保護性 5 在此薄膜内’形成第_和第二接點孔，透過 彼等可暴露出其第—和第二沒極；以及 垃j像素電極，其係透過第一和第二接點孔，連 接至其弟一和第二

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